Trabajando por la calidad del agua
La producción de celulosa kraft
y sus impactos ambientales

Chile posee una producción anual de dos millones de toneladas de pulpa de celulosa kraft utilizando como materia prima pino y eucalipto. Nuevas inversiones indican que existe la posibilidad de que la producción de celulosa se incremente en un 50% en la próxima década. Industrias de estas características consumen elevadas cantidades de agua y reactivos químicos, generando residuos tóxicos que han sido identificados como los principales impactos ambientales negativos de la industria kraft. Sin embargo, debido a las regulaciones internacionales de mercado, la industria de celulosa kraft se ha visto presionada para desarrollar nuevos procesos alternativos que disminuyan dichos impactos. Entre las
nuevas estrategias de procesos está la sustitución de cloro por otros agentes oxidantes, como el ClO2 (dióxido de cloro), lo que da lugar a procesos de blanqueo denominados ECF (libre de cloro elemental) y que cuando el cloro y los componentes clorados han sido totalmente sustituidos en el proceso de blanqueo, es denominado TCF (libre de cloro total). Sin embargo, los compuestos orgánicos tales como el EDTA (ácido etilenediaminotetraactivo) y DTPA (ácido dietilenetriaminopentaacetico), presentes en los efluentes TCF han sido poco estudiados en cuanto a su biodegradabilidad y toxicidad, generando así una nueva problemática en los efluentes y en su tratamiento.

Por su parte, los efluentes ECF presentan toxicidad atribuida principalmente a los cloratos y compuestos extractivos de la madera, como terpenos y volátiles y ácidos resínicos. El color que se manifiesta en el agua se debe a la presencia de lignina o taninos polimerizado, de gran peso molecular (sobre los 1000 Da), los cuales, aunque no son tóxicos, son pobremente biodegradables por las bacterias, ya sea en procesos aeróbicos como anaeróbicos. [subir]

Tratamientos biológicos

Los tratamientos biológicos anaeróbicos presentan ventajas en relación a los sistemas aeróbicos en cuanto a la baja producción de sólidos biológicos, requerimientos nutricionales y operación con elevadas cargas orgánicas. Esto permite pensar que la digestión anaerobia puede ser una alternativa viable para las plantas de celulosa que están implementando nuevos procesos de blanqueo, tales como el TCF, cuyos efluentes pueden ser reciclados y así disminuir el consumo de agua fresca. Los tratamientos aeróbicos, por su parte, utilizados como postratamientos a la digestión anaeróbica, pueden ser altamente convenientes debido al aumento de la eficiencia total de los sistemas anaeróbicoaeróbico y la considerable disminución en costos de operación por menores tiempos de retención del efluente ya tratado y, por lo tanto, menores gastos en energía de aireación y producción de lodos. Sin
embargo, las bacterias tanto anaeróbicas como aeróbicas no tienen la capacidad de degradar compuestos lignínicos de elevado peso molecular, responsables básicamente del color final de efluentes ECF tratados por vía bacteriana.

De esta manera, en el caso de los efluentes ECF, resulta conveniente introducir un postratamiento con enzimas ligninolíticas, debido a la capacidad de éstas de degradar los compuestos lignínicos que son los responsables del color en los efluentes. [subir]

Ejecución del proyecto

Para enfrentar las distintas etapas del proyecto, se conformó un equipo multidisciplinario, compuesto por la investigadora del Centro
EULA, Gladys Vidal, directora del proyecto, y las docentes María Cristina Diez y Carolyn Palma, de las Universidades de la Frontera y de Santiago, respectivamente. Gladys Vidal trata los efluentes en un ambiente anaeróbico, con bacterias propias de este sistema, transformando la materia orgánica biodegradable en metano, compuesto que se manifiesta en estado gaseoso, permitiendo convertir desechos en una importante fuente energética para reutilizar. María Cristina Diez, realiza un trabajo posterior al de Vidal: luego de ser tratados en el proceso anaeróbico, los efluentes pasan a un sistema aeróbico, para profundizar la limpieza de las
aguas. Carolyn Palma trabaja con hongos, los cuales contienen enzimas altamente oxidativas que atacan directamente a la lignina,
responsable del color en el agua, completando el proceso de blanqueado de los efluentes de manera menos dañina que los antiguos tratamientos aplicados por la industria celulosa. [subir]